Technique : La distribution à quatre soupapes

Le choix des moteurs à soupapes multiples s’avère pertinent à plus d’un titre : il fait appel à une certaine noblesse mécanique et permet de développer des évolutions sportives en grande série, lesquelles n'auraient jamais existé autrement. Et si, comme disent les anglo-saxons, la course améliore la race (Racing improves the breed), aphorisme que l'on énonce chez nous sous la formule républicaine de démocratisation des techniques de pointe, c'est bien dans le recours aux soupapes multiples que cette expression se justifie.

A l'origine, le problème consistait à limiter les pertes de charge dues à l'inertie de la colonne gazeuse et aux mouvements pulsatoires résultant de l'enchaînement rapide des ouvertures et fermetures des admissions. Il faut savoir qu'à 5000 tr/mn, chaque soupape s'ouvre et se ferme 40 fois par seconde ! A ce rythme (pourtant moyen), la colonne gazeuse subit des contre-pressions qui s'opposent à l'aspiration du piston en phase d'admission.

Il va sans dire que les hauts régimes nuisent à la respiration du moteur et donc à son remplissage. Poussé à l'extrême, ce phénomène entrave la montée en régime, tout simplement par manque de carburant. A ce stade, le moteur trouve donc naturellement son régime maximum, à supposer que l'on maîtrise l'affolement des ressorts de soupapes et ses conséquences.

Augmenter le régime moteur est effectivement le moyen d'accroître la puissance, mais il doit s'accompagner d'une augmentation de la levée des soupapes et/ou du temps d'ouverture. Or cela ne peut se faire, dans le cadre du cycle à quatre temps, sans tenir compte des temps de compression et de détente : car, plus on augmente le temps de remplissage, plus on réduit le temps de compression et donc le rapport volumétrique, donnée fondamentale pour le rendement théorique. Inversement, si on accélère l'ouverture de l'échappement (AOE) pour faire place nette dans le cylindre, on gaspille une partie de la détente des gaz. Si l'on veut optimiser le remplissage, il faut donc prévoir un temps d'admission important en décalant l'avance à l'ouverture (AOA) et le retard à la fermeture (RFE) ; mais il faut également prévoir l'augmentation du diamètre des ouvertures (conduits et soupapes). Or, ces dernières restent fonction de l'alésage du piston et du dessin de la chambre, qu'elle soit plate, hémisphérique ou "Héron". Dans cette logique, deux petites soupapes valent mieux qu'une grosse, complexité de montage et coût global mis à part.